La toxine Botulinique de type A Bref historique Structure et fonction de la toxine botulinique de type A et de ses protéines associées Mode d’action de la toxine botulinique Les toxines botuliniques sont différentes et uniques

Premiers développements cliniques: BREF HISTORIQUE Approbation aux Etats-Unis par la FDA de BOTOX® pour le traitement de dystonie cervicale, le strabisme, et le blépharospasme VISTABEL® 1ère toxine approuvée en Europe pour une utilisation cosmétique (glabelle) Azzalure et Bocouture 1970s – 1980s 1991 2002 2003 2009 Premiers développements cliniques: blépharospasme et strabisme

Toxine Botulinique de type A - Structure Moléculaire et Notion de Produit Biologique

Clostridium botulinum Les toxines botuliniques sont produites par la bactérie Clostridium botulinum qui: est une bactérie anaérobie dont les spores se trouvent dans le sol qui se développe dans les conditions: température >10oC milieu anaérobie pH  4.6 s’autolyse et libère la toxine native sous plusieurs formes plus ou moins complexées dépendant de la souche bactérienne

Toxine de Clostridium Botulinum Structure moléculaire unique Clostridium Botulinum est une bactérie anaérobie gram + en forme de batonnet qui produit sept serotypes distincts de neurotoxines (A, B, C1, D, E, F, G). Neurotoxine + Protéines annexes non-toxiques Schantz EJ Gasper E (1975) Jpn J Med Sci Biol 28:66-69

Rôle des protéines accessoires Des données in vitro démontrent: Protection de la neurotoxine 150 kDa contre la dégradation enzymatique.1–3 Stabilisation de la protéine de 150 kDa contre le stress thermique et au stress lié au pH.4–6 Ecran des épitopes antigéniques sur la chaîne lourde de 150 kDa.7 1. Chen et al. Inf Immun 1998;66:2420–5. 2. Ohishi et al. Inf Immun 1977;16:107–9. 3. Wagman. Arch Biochem Biophys 1963;100:414–21. 4. Kukreja & Singh. Biochem 2007;46:14316–24. 5. Shimizu et al. Toxicon 2008;51:21. 6. Cheng et al. Toxicology 2008;249:123–9. 7. Chen et al. Inf Immun 1997;65:626–30. Figure adapted from Hasegawa et al. J Biol Chem 2007;282:24777–83.

Formation d’anticorps NEUTRALISANT Dirigé contre la neurotoxine - terminaison C de la chaîne longue NON-NEUTRALISANT Dirigé contre les protéines accessoires HA/NTNH HA NTNH Dose1 Fréquence1 Prédisposition génétique1 Neutralisent l’activité biologique de la neurotoxine partiellement ou complétement AUCUN effet sur l’activité biologique de la neurotoxine 1. Atassi. Mov Disord 2004;19 (Suppl 8):S68–4

Différentes Méthodes de Fabrication des Neurotoxines Botuliniques Les neurotoxines botuliniques sont classées parmi les produits biologiques dérivés d'organismes vivants (bactéries) le type d'excipients ainsi que le procédé de fabrication impactent les propriétés pharmacocinétiques (diffusion + migration) Il n' y a pas de produits biologiques "génériques" ni "biosimilaires" “Le procédé de fabrication définit le produit”

Fabrication et formulation des différentes toxines botuliniques: le procédé définit le produit Allergan toxin®1 Ipsen toxin2 Merz toxin3 1ère approbation 1989 / 2003 1990 / 2009 2005/2009 Sérotype A souche Hall Hall¥ Recepteur/cible SV2/SNAP-25 Procédé Cristallisation Chromatographie Taille du complexe Homogénéité ~900 kDa4 Homogeneous ~400 kDa6 Heterogenous 150 kDa Excipients HSA (500 µg) Chlorure de sodium HSA (125 µg) Lactose HSA (1 mg) Sucrose Stabilisation Solubilisation pH Séchage sous vide Solution saline ~7 Lyophilisation Units (U/vial) 100 / 50 500 / 125 SIMILITUDES DIFFERENCES 1. Allergan toxin SPC 2003. 2. Ipsen toxin SPC, Ipsen, 2009. 3. Merz toxin SPC, Merz, 2006. 4. Schantz & Johnson. Microbial Rev 1992;56:80–99. 5. Panjwani et al. Botulinum J 2008 ;1:153–66. 6. http://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/nda/2009/125274s000_ChemR.pdf

Produit Biologique: caractéristiques biochimiques déterminent les profiles thérapeutiques1,2 Les différences biochimiques des spécialités disponibles Affinité accepteur Cible intracellulaire Taille complexe Formulation Dose Efficacité Durée d'action Tolérance/sécurité entrainent des différences de profiles thérapeutiques

Les BoNTA sont différentes ET les unités sont spécifiques et non-interchangeables US FDA Alert [08/2009]: information for healthcare professionals OnabotulinumtoxinA (BOTOX®/BOTOX® Cosmetic) AbobotulinumtoxinA (Dysport®) IncobotulinumtoxinA (Xeomin®) « Les unités sont spécifiques à chaque toxine botulinique, les doses et unités d’activité biologique ne peuvent pas être comparées ou converties d’une toxine à une autre. Cette nouvelle terminologie renforce ces différences et le manque d’interchangeabilité entre les produits. » Une des raisons de la non interchangeabilité est due au fait que les unites sont spécifiques à chaque toxine. Récemment, pour renforcer ces différence, la FDA a établi une nouvelle terminologie pour les toxines botuliniques: Botox est devenu onabotulinumA, Dysport AbobotulinumA et Xeomin IncobotulinumA. www.fda.gov/Drugs/DrugSafety

Mode d'action au niveau du muscle strié

Myorelaxant à action périphérique Injection intramusculaire Dénervation chimique locale et temporaire de la plaque motrice Inhibe la libération du neuromédiateur ACh au niveau des terminaisons nerveuses Le muscle se réinerve progressivement par formation de nouvelles terminaisons nerveuses Efficacité constatée de 3-4 mois environ En dehors de l'action sur les glandes sudoripares

Transmission Neuromusculaire Normale 1:contraction musculaire : fusion des vésicules d’Ach au niveau de la menbrane présynaptique du motoneurone et libération de l’Ach dans la fente synaptique * Use these or movie In normal muscle; Click through and describe normal nt release TRANSITION: now let’s see how BoNT works NS Simpson, L. L. (1995) Mov Disord.10: 362-70; Graphique: Arnon Stephen S et al.  JAMA 2001 Feb 28;285(8):1059-1070

Toxine Botulinique - Mécanisme d'Action 2- Clivage par la chaine légère de la toxine botulinique du SNAP 25 empêchant la libération de l’Ach : BoNT/A = SNAP 25 BoNT/B = VAMP * Use these or movie Click through steps Botulinum toxins can inhibit neurotransmission by cleaving their serotype specific target protein within the SNARE complex. And because each botulinum toxin serotype cleaves a specific protein, they are pharmaco-dynamically distinct with differences in efficacy and safety and duration of action. TRANSITION: Though they all serotypes have a similar end effect; denervation, they are serotype specific w/ regard to their substrate – it is here where the similarities end and differences begin. NS Simpson, L. L. (1995). The structure and mechanism of action of botulinum toxin. Mov Disord.10 p.362. Botulinum toxin as a biological weapon. Medical and public health management.   Arnon Stephen S et al.  JAMA 2001 Feb 28;285(8):1059-1070 Simpson, L. L. (1995) Mov Disord.10: 362-70; Graphic: Arnon Stephen S et al.  JAMA 2001 Feb 28;285(8):1059-1070

Toxine Botulinique - Mécanisme d'Action Réversible Régression des bourgeons : après un certain temps, la formation de nouvelles terminaisons rétablit une conduction normale restitution ad integrum de la jonction NM Blocage : 1-Chaine légère de la toxine libérée dans le cytosol 2-Clivage de la protéine SNAP-25 3-Blocage de la liaison des vésicules d’acétylcholine à la terminaison nerveuse 4-Inhibition de la libération de l’acétylcholine Repousse nerveuse : émission de bourgeons de la terminaison nerveuse Rétablissement de la connexion neurologique : libération d’acétylcholine à partir des bourgeons et régulation par des récepteurs nicotiniques. Neurotransmission fonctionnelle De Paiva et al. Proc Natl Acad Sci U S A 1999; 96: 3200–3205.

Muscles Faciaux Les muscles faciaux bougent en réponse à nos pensées, sentiments, émotions and impulsions Pour obtenir des résultats optimaux en esthétique faciale il est nécessaire de connaitre et de comprendre parfaitement l’anatomie du visage Les muscles du visage comportent: Levator labii superioris alaeque nasi Corrugator Frontalis Orbicularis oculi Procerus Depressor anguli oris Depressor septi Nasalis (transversal) superioris Masseter Orbicularis ori Frontalis: elevates the brow Corrugator: squeeze brows medially, and sometimes also inferiorly Procerus: pulls the brows inferiorly Nasalis: compress the nasal cartilage Orbicularis oculai: pulls the brow medially and inferiorly Levator labii: raises the upper lip Masseter: closes the jaw Orbicularis oris: purses the lips Risoris: draws the lips in a smile Buccinator: pulls the lips wide and tight Depressor anguli oris: lowers the bottom corner of the lips Mentalis: pulls the chin down

Muscles complexes de la Glabelle Les rides de la glabelle sont formées par l’action des muscles suivants: Frontalis Contraction elevates the brows Corrugator Contraction squeezes the brows medially Orbicularis oculi Contraction pulls brows medially and inferiorl) Procerus Contraction pulls the brow inferiorly Werschler & Baumann. Skin Aging 2001; 9:36–42.

Les Rides de la glabelle Les rides de la Glabelle sont des rides verticales visibles lors du froncement entre les 2 sourcils Elles sont dynamiques, conséquence de l’attraction sur la peau par la musculature profonde1 La toxine botulinique de type A bloque la libération d’acétylcholine au niveau présynaptique de la terminaison nerveuse cholinergique conduisant à la dénervation du muscle et donc à une paralysie2 1. Pierard & LaPiere. Arch Dermatol 1989;125:1090–2.

Traitement des rides glabellaires Les toxines botuliniques sont indiquées dans la correction temporaire des rides verticales intersourcilières modérées à sévères observées lors du froncement des sourcils, chez l'adulte de moins de 65 ans, lorsque la sévérité de ces rides entraîne un retentissement psychologique important chez le patient. Contre-indications Elles sont contre-indiquées : En cas d’hypersensibilité connue à la toxine botulinique de type A ou à l’un des constituants du produit En cas de myasthénie grave ou de syndrome de Lambert-Eaton En cas d’infection au point d’injection.